MakalahSistem MakalahSistem Digital Aplikasi Progamable Logic Control Pengaturan Bel Otomatis di Industri Pabrik Susu Semester II Tahun Akademik 2010/2011
Disusun Oleh: Ahmad Fahmi 10/301057/TK/36785 Teknik Nuklir
JurusanTeknikFisika FakultasTeknik UniversitasGadjahMada 2011
A. Latar Belakang Tidak dapat dipungkiri bahwa dewasa ini takbisalagitolakkehadiran era digitalisasidalam hidup kita termasuk dalam dunia Industri. Hal itu tidak lepas dari pengefisienan dari biaya produksi yang tergolong tinggi, sehingga mampu menekan harga produk dan mungkin akan menaikan angka penjualan dan keuntungan. Untuk itu pendigitalan dari suatu industri menjadi sangat penting. Terlebih dengan tingkat persaingan global yang makin ketat. Kita tidak hanya bersaing dengan sesama warga negara Indonesia, tapi perusahaan luar negeri pun akan masuk dan mengurangi lahan penjualan produk. Salah satu perusahaan yang terus bersaing adalah perusahaan susu. Kita tau bahwa Indonesia termasuk penghasil susu yang besar, dengan populasi sapi y ang besar karena kondisi alam yang mendukung. Tapi tidak dapat dipungkiri perusahaan susu luar negeri yang kaliber multinasional mampu memberi mutu yang tinggi. Sehingga perlu adanya managemen baru pengolahan susu agar kualitas tetap baik dan terkontrol. Serta pengolahan pasca panen yang dapat ditingkatkan. Biasanya saat produksi susu melimpah, harga susu justru turun, dan saat susu kurang justru malah harganya tinggi. Salah satu jenis pengolahan pasca panen dapet berupa pengolahan produk susu menjadi produk lain seperti susu bubuk. Faktor yang penting lainnya adalah faktor ketepatan waktu karyawan. Ketepatan waktu juga merupakan faktor kedisiplinan yang harus diperhatikan untuk mengikuti pengdigitalan alat sehingga proses pengefisienan produksi mampu berjalan baik
B. Dasar teori Pengertian PLC merupakansistem yang dapatmemanipulasi, mengeksekusi, danataumemonitorkeadaan proses padalaju yang amatcepat, dengandasar data yang bisadiprogram dalam sistem berbasismikroprosesor integral. PLC menerimamasukandanmenghasilkan keluaransinyalsinyallistrikuntukmengendalikansuatusistem. Dengan demikianbesaran-besaranfisikadankimia yang dikendalikan, sebelumdiolah oleh PLC, akandiubahmenjadisinyallistrikbaik analog maupundigital,yangmerupakan data dasarnya.. Karakter proses yang dikendalikanoleh PLC
sendiri merupakan proses yang sifatnyabertahap, yakni proses ituberjalan urutuntukmencapaikondisiakhir yang diharapkan. Dengan kata lain proses ituterdiribeberapasubproses, dimanasubproses tertentu akanberjalansesudah subproses sebelumnya terjadi. Istilahumum yangdigunakan untuk proses yang berwatakdemikianialah proses sekuensial (sequential process). PirantiPenyususnan PLC PLC yang diproduksiolehberbagaiperusahaan sistem kontrolterkemukasaatinibiasanyamempunyaiciri-cirisendiri yang menawarkankeunggulan sistemnya, baik darisegi aplikasi (perangkat tambahan) maupunmodulutamasistemnya. MeskipundemikianpadaumumnyasetiapPLC (sebagaimanakomputerpribadiAnda yang cenderungmengalamistandarisasidankompatibelsatusama lain) mengandungempatbagian (piranti) berikutini: 1.
ModulCatu daya.
2.
Modul CPU.
3.
ModulPerangkatLunak.
4.
Modul
I/O
Gambar 2.Interaksiantarmoduldalam PLC Trisen TS3000.
ModulCatuDaya (P ower Supply: PS)
PS memberikantegangan DC keberbagaimodul PLC lainnya selainmodultambahandengankemampuanarus total sekitar 20A sampai 50A, yang
samadengan battery lithium integral (yang digunakan sebagai memory backup). Seandainya PS inigagalatauteganganbolakbalikmasukannyaturundari nilaispesifiknya, isimemoriakan tetapterjaga. PLC buatanTriconex, USA, yakniTrisen TS3000 bahkanmempunyai d ouble power supply yang berartiapabilasatu PS-nyagagal, PS keduaotomatisakan
mengambilalihfungsicatudayasistem. Modul CPU
Modul CPU yang disebutjugamodulkontroleratauprosesor terdiridariduabagian: 1. Prosesor 2.
Memori
1. Prosesorberfungsi: o
mengoperasikandanmengkomunikasikanmodul-modul PLC melalui bus-bus serial atauparalel yang ada.
o
Mengeksekusi program kontrol.
2. Memori, o
yang berfungsi:
Menyimpaninformasi digital yang bisadiubahdan berbentuk tabel data, register citra, atau RLL (Relay Ladder Logic), yang merupakan program pengendali proses.
Pada PLC tertentukadangkitajumpai pula beberapaprosesorsekaligusdalamsatumodul, yang ditujukanuntukmendukungkeandalansistem.Beberapaprosesortersebutbekerjasamadengansuat uprosedurtertentuuntukmeningkatkankinerjapengendalian. Contoh PLC jenisiniialahTrisen TS3000 mempunyaitigabuahprosesordengansistem yang disebut T ripple Red und ancy Mod ular. Kapasitas memori pada PLC juga bervariasi. Trisen TS3000, misalnya, mempunyai memori 384 Kbyte (SRAM) untuk program pengguna dan 256 Kbyte (EPROM) untuk sistem operasinya. Simatic S5 buatan Siemens mempunyaimemori EPROM 16Kbyte dan RAM 8 Kbyte. PLC FA-3S Series mempunyaimemori total sekitar 16 Kbyte. KapasitasmemoriinitergantungpenggunaannyadanseberapajauhAndasebagaimengoptimalisasik anruangmemoriPLC yang Andamiliki, yang berarti pula tergantungseberapabanyaklokasi yang diperlukan program kontrol untukmengendalikan plant tertentu. Program
controluntukpengaliranbahanbakardalamturbin gas tentumembutuhkanlokasimemori yang lebihbanyakdibandingkan dengan program kontroluntukmenggerakkanputaran mekanik robot pemasang bodimobilpadaindustriotomotif. Suatumodulmemoritambahan bisajugadiberikankesistemutamaapabila kebutuhanmemorimemangmeningkat.
Modul
Program PerangkatLunak
PLC mengenal berbagai macam perangkat lunak, termasuk State Language, SFC, danbahkan C. Yang paling populerdigunakanialah RLL (Relay Ladd er Logic). Semua bahasa pemrograman tersebut dibuatberdasarkan proses sekuensial yang terjadidalam plant (sistem yang dikendalikan). Semuainstruksidalam program akandieksekusioleh modul CPU, danpenulisan program itubisadilakukanpadakeadan on line maupun off line. Jadi PLC dapat bisa ditulisi program kontrol pada saat iamengendalikan proses tanpa mengganggupengendalian yang sedangdilakukan. Eksekusi perangkat lunak tidak akan mempengaruhi operasi I/O yang tengah berlangsung. Modul
I/O
Modul I/O merupakan modul masukan dan modul keluaran y ang bertugas mengatur hubungan PLC dengan piranti eksternal atau periferal yang bisa berupa suatu komputer host, saklar-saklar, unit penggerak motor, dan berbagai macam sumber sinyal yang terdapat dalam plant. 1. Modul masukan Modul masukan berfungsi untuk menerima sinyal dari unit pengindera periferal, dan memberikan pengaturan sinyal, terminasi, isolasi, maupun indikator keadaan sinyal masukan. Sinyal-sinyal dari piranti periferal akan di-scan dan keadaannya akan dikomunikasikan melalui modul antarmuka dalam PLC. o
Beberapa jenis modul masukan di antaranya:
-
Tegangan masukan DC (110, 220, 14, 24, 48, 15-30V) atau arus C(4-20mA).
-
Tegangan AC ((110, 240, 24, 48V) atauarus AC (4-20mA). - Masukan TTL (3-15V). - Masukan analog (12 bit).
- Masukan word (16-bit/paralel). - Masukantermokopel. - Detektorsuhuresistansi (RTD). - Relay arustinggi. - Relay arusrendah. - Masukan latching (24VDC/110VAC). - Masukanterisolasi (24VDC/85-132VAC). - Masukancerdas (mengandungmikroprosesor). - Masukanpemosisian (positioning). - Masukan PID (proporsional, turunan, dan integral). - Pulsakecepatantinggi. - Dll. 2. Modulkeluaran
Modulkeluaranmengaktivasiberbagaimacampirantiseperti aktuator hidrolik, pneumatik, solenoid, starter motor, dan tampilan status titik-titikperiferal yang terhubungdalamsistem. Fungsimodul keluaranlainnyamencakup conditioning, terminasidan jugapengisolasian sinyal-sinyal yang ada. Proses aktivasi itu tentusajadilakukandenganpengirimansinyal-sinyaldiskretdan analog yang relevan, berdasarkanwatak PLC sendiri yang merupakanpiranti digital. Beberapamodulkeluaran yang lazimsaatini di antaranya: - Tegangan DC (24, 48, 110V) atauarus DC (4-20mA - Tegangan AC (110, 240V) atauarus AC (4-20mA). - Keluaran analog (12-bit). - Keluaran word (16-bit/paralel) - Keluarancerdas. - Keluaran ASCII. - Port komunikasiganda.
Denganberbagaimodul di atas PLC bekerjamengendalikanberbagai plant yang kitamiliki. Mengingatsinyal-sinyal yang ditanganinyabervariasidanmerupakaninformasi yang memerlukanpemrosesansaatitujuga, makasistem yang kitamilikitentumemilikiperangkatpendukung yang mampumengolahsecara real time danbersifat multi tasking,.Andabayangkanbahwapadasuatu unit
pembangkittenagalistrikmisalnya, PLC Andaharusbekerja 24 jam untukmengukursuhubuangdankecepatanturbin, dankemudianmengaturbukaankatup yang menentukanaliranbahanbakarberdasarkaninformasisuhubuangdankecepatan di atas., agar didapatkanputaran generator yang diinginkan! Padasaat y ang sama systempelumasanturbindansistem alarm harusbekerjabaikbaik di bawahpengendalian PLC! Suatu piranti sistem operasi dan komunikasi data y ang andal tentu harus kita gunakan. Teknologi cabling, pemanfaatan serat optik, sistem operasi berbasis real timedan multi tasking semacam Unix, dan fasilitas ekspansi yang memadai untuk jaringan komputer merupakan hal yang lazim dalam instalasi PLC saat ini.
C. Pembahasan Bel pabrik otomatis berbasis Zelio dirancang untuk memenuhi permintaan manajemen perusahaan yang memiliki masalah yang terkait dengan kedisiplinan karyawan. Karena sering terjadi dalam manajemen perusahaan, bersitegang (baca=bed a pend apat ) dengan karyawankaryawannya. Adapun alasannya adalah perbedaan referensi jam masuk, jam istirahat, dan jam pulang. Hal inilah yang sering terjadi pada perusahaan susu yang memiliki karyawan banyak dan sektor luas dan patokan jam yang banyak pula. Pihak manajemen mengeluhkan sikap karyawan y ang dianggap kurang disiplin karena seringkali meninggalkan tempat kerja sebelum bel dibunyikan. Akan tetapi pihak karyawan pun tidak mau disalahkan karena mereka merasa meninggalkan tempat tepat pada waktunya dengan berpedoman pada jam-jam yang ada dilokasi produksi. Menurut mereka, pihak manajemenlah yang seringkali terlambat dalam mengeksekusi bel. Mungkin sepertinya sepele, namun jika tidak diberikan solusi y ang tepat, maka masalah seperti ini akan menjadi polemik yang berkepanjangan. Oleh karenanya dibutuhkan suatu
sistem yang dapat memaksa dan mengamankan posisi kedua belah pihak. Salah solusi yang dapat diusulkan adalah membuat sebuah bel pabrik otomatis dan melepas semua jam dinding yang ada di area produksi. Dengan demikian, pihak manajemen tidak akan disalahkan lagi karena terlambat mengeksekusi bel, dan pihak karyawan pun akan lebih d isiplin dalam meninggalkan tempat kerja karena satu-satunya patokan adalah suara bel/sirine dari sistem bel pabrik otomatis.
Adapun tentang rancangan alatnya, dapat dibuat bel otomatis dengan Zelio Smart-Relay SR3B101FU. Zelio tipe ini memiliki 8 buah clock yang masing-masing clock memiliki 4 channel yang dapat diprogram waktu ON/OFF-nya. Masing-masing channel dapat diprogram untuk hari Senin sampai dengan hari Minggu. Dengan demikian, kita bisa memprogram 32 waktu ON/OFF yang berbeda, untuk diaktifkan pada hari-hari yang diinginkan. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai perancangan bel pabrik otomatis ini, maka berikut adalah tabel jadwal untuk membunyikan bel.
Tabel tersebut merupakan konfigurasi CLOCK pada Zelio. H1 dan H2 didedikasikan untuk konfigurasi bel masuk, dan H3 didedikasikan untuk konfigurasi bel istirahat. Sedangkan H4 dan H5
didedikasikan untuk bel pulang.Untuk membedakan antara bel masuk, bel istirahat, dan bel
pulang, maka durasi ON ketiganya dibedakan. Bel masuk berdurasi 10 detik, bel istirahat berdurasi 6 detik, dan bel pulang berdurasi 13 detik. Berikut adalah gambar rangkaian panel bel pabrik otomatis berbasis Zelio.
Dengan diterapkannya sistem ini dan meniadakan jam dinding di hangar produksi, maka disiplin waktu masuk, waktu istirahat, dan waktu pulang dapat ditingkatkan.
D.
Kesimpulan KEUNGGULAN
PLC
y
Mudahdesainbarumaupunulang
y
Mudahdalamperawatan dan maintenance
y
mudahdalamsistempengkawatannya
y
membutuhkan daya yang kecil
y
desainkompak dan tahangangguan
y
mudahdalammodifikasisystem
APA YANG DAPAT DILAKUKAN OLEH PLC y
KONTROL SEKUENS
Pengganti logika rele, timer/Counter, pengganti kontrol PCB card, kontrol mesin auto, semi, manual y
KONTROL KOMPLEK Operasi arirmatik, penangan informasi, kontrol analog (presure, temperaturekontrol servo-motor, steper motor
y
K0NTROL SUPERVISOR Monitoring dan alarm, diagnosis dan monitoring kesalahan, Antarmuka, Networking otomatisasipabrik, LAN
Sistematika Design PLC y
Mempelajariurutankerja (sequence)
y
Buat Flowchart
y
MendatasemuaInput/Output
y
MenyambungInput/Outputke PLC
y
Membuat Program Ladder + Transfer
y
Trial & Error
y
Jikaberjalan, buatdokumentasigambar
